JP5622742B2 - 帆布 - Google Patents

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Description

帆布は、典型的には種々の材料から作られ、そのうち最も多用されているのは、緊密に織られたポリエステル糸の布である。帆布は、世界中で最も緊密に織られた織物であり、そのような密度が高い構造を得るために必要な力を生成する、大々的に改造された重織機を必要とする。通常、ポリエステル帆布は、平織りとして知られるものにのみ織られ、各縦糸は各横糸の上と下を通り、該糸は互いに重なり合って捲縮される。織られた後、該布に樹脂が含浸されて、加熱され、該樹脂が硬化され、ポリエステル織物が縮む。
上記の製織方法は、その操作の性格により、布に或る特徴を付与する傾向がある。縦糸は機械の長手方向に走り、機械の横方向に走る横糸よりも縮む傾向がある。そのような布から形成された帆は、結合された多くのパネルから成り、該帆において最大の応力又は負荷がかかる方向に沿って、より捲縮していない糸が並ぶことが好ましい。これは、引いては、伸びを減じることにつながり、さもなければ、帆が増大する風力に曝されたときに、帆が、その理想的又は設計された形を失う。
横方向に向けた布は、布を効果的に使用することにはなるものの、パネルのカットの仕方及び帆内での並べ方に制限を課す。横方向に向ける布の共通する設計は、所謂、クロスカットデザインと呼ばれ、継ぎ目は実質的に水平であり、横糸が帆の頂部から底部へと走る。
帆の物性研究は、三角の帆、特にジェノアもしくはジブ、において、主力が帆のコーナーから広がることを示す。図４を参照されたい。
ここで開示されるのは、織布に関する方法と構成である。いくつかの態様において、該織布は、平らなフィラメント縦糸と、フィラメントが実質的に互いに平行に並ばないように加工された糸、例えばフィラメント加工糸（textured yarn）、を含む横糸とを含む織布である。或る態様において、該織布は帆布である。
いくつかの態様において、織布中の該縦糸の密度が約900〜1500であり、該横糸の密度が約1000超である。他の態様において、縦糸の重さに対する横糸の重さの比が約１：１〜約0.25：１である。さらに他の態様において、該縦糸のデニール値が約100〜2000であり、該横糸のデニール値が約30 〜1000である。
いくつかの態様において、ここに開示される織布は、ポリエステル、アラミド、炭素、ポリエチレン、熱可塑性糸、又はこれらの組合せから作られた縦糸を含む。いくつかの態様において、該織布は熱可塑性糸、例えばポリエステル、から作られた、フィラメント加工糸である横糸を含み、及び、平らなフィラメント糸をも含み得る。
いくつかの態様において、複数の、異なる縦及び／又は横糸が使用され得る。例えば、織布は第一横糸及び第二横糸を含み得る。いくつかの態様において、第一横糸は第一のフィラメント加工糸を含み、該第二横糸は第二のフィラメント加工糸を含む。他の態様において、第一横糸と第二横糸が同種である；さらに他の態様において、第一横糸と第二横糸は異なる材料から成る；さらに他の態様において、第一横糸が第二横糸よりもデニール値が高い。さらに他の態様において、一杼口が第一横糸及び第二横糸を含む。
本開示は、織布を製造する方法をさらに記載する。該方法は、縦糸及び横糸を用意することを含み、ここで該縦糸は平らなフィラメント糸を含み、該横糸はフィラメントが実質的に互いに平行に並ばないように加工されている糸、例えばフィラメント加工糸を含む。いくつかの態様において、該方法は、該縦糸と該横糸を織って布を形成することを含む。いくつかの態様において、該布は、該縦糸の密度が約900〜1500であり、該横糸の密度が約1000超であるように、織られる。
本開示は、帆の製造方法も記載する。いくつかの態様において、該方法は、平らなフィラメント縦糸と、フィラメントが実質的に互いに平行に並ばないように加工されている糸、例えばフィラメント加工糸を含む横糸、を含む織布又は織られた帆布を用意することを含む。いくつかの態様において、該布は、織られた状態での該縦糸の密度が約900〜1500であり、該横糸の密度が約1000超である。いくつかの態様において、該縦糸と横糸はポリエステルを含む。
いくつかの態様において、該方法は、１または２以上の、該織られた布もしくは織られた帆布から形成されたパネルを用意し、該１または２以上のパネルを配置して帆を形成することを含む。いくつかの態様において、該縦糸が、該帆の予測される負荷線に概して並行もしくはほぼ沿うようにパネルが配置される。
図１は、横方向に配向された帆布の応力試験結果を示す表とグラフを含む。該応力試験で使用された織布は、縦糸が150デニールで、織布中での密度が約1715；横糸が約350デニールで織布中での密度が約1122であった。16インチ長さで2インチ幅の布片を、横方向、又はバイアス（45％）方向に切り出した。布片を伸び試験に供し、又は翻し（一端を自由端として円周を30 mphの速度で30分間旋回させた。これは特別に作った試験機で行なった）、次いで伸ばした。 グラフ及び表は、バイアスに切断された試料（番号１及び番号２）は18.3ポンドで（番号１）及び旋回処理した試料については16.7ポンドで（番号２）、１％の伸び（0.16インチの歪）を示したことを示す。横方向切断試料は73.7ポンドで（番号３）、旋回処理試料は66.5ポンドで（番号４）、１％の伸びを示した。 図２は、縦方向に配向された帆布の応力試験の結果を示す表とグラフである。縦方向に配向された帆布は、縦方向の100％ポリエステル製の平らなフィラメント糸と、横方向の100％ポリエステル製のフィラメント加工糸から成る。縦糸は、350デニールで、織布中での密度が約973である；横糸は約150デニールで、約1617の密度である。グラフ及び表は、バイアス切断試料（番号１及び番号２）が、旋回されなかった試料では約18.3ポンドで、旋回された試料では約16.0ポンドで、１％の伸びを示したことを示す。これらの値は、図１の横方向配向の帆布のバイアス切断試料と似ていることに注意されたい。縦方向切断試料は、78.2ポンドと75.4ポンドで１％の伸びを示す。これらの値は、図１に示される横配向帆布の横方向切断試料よりも良いとまでは言えないとしても、同等である。 図３は、ここに記載される織布のパネルから成る、ヘッドセイル及びメインセイルを示す。 図４は、三角帆のコーナーから広がる負荷線もしくは力線を表わす図である。 図５は、ここに記載される織布の電子顕微鏡（SEM）写真である。
ここでは、密度が高く、フィラメント加工糸を含む織布が提供される。特に、該織布は、横糸（フィルヤーン）はウィーブクリンプ（捲縮）が施与された糸からなり、縦糸（ワープヤーン）を比較的捲縮されていない状態のままとする。これは、フィラメント加工糸を横方向に使用することによって達成される。得られる布は、横方向よりも縦方向の伸びにより強く、従って、予測される負荷又は応力に適合することができる、より長く且つ連続した布になる。斯様な織布は、例えば、帆又は建築用布（例えば、可動式天幕、テント、テンション構造等）の製造において、有用である。
本発明は、本出願全体に亘り、以下に示す、いくつかの定義を用いて記述される。
本明細書において、断わりの無い限り、単数形の不定冠詞「a」 及び「an」、及び定冠詞「the」は、複数をも意味する。
本明細書において、断わりの無い限り、「布」及び「織布」は、同様の意味を有するものとして使用され、通常、天然もしくは合成繊維及び／又はフィラメント糸を織って作られる、柔らかい材料を指す。いくつかの態様において、布もしくは織布は、帆布である。
本明細書において、「糸（ヤーン）」はフィラメント糸もしくは繊維の集合体であって、互いに組み合わされて連続した糸（ストランド）を形成している、集合体を意味する。非限定的な例には、良好な引張り強度と耐伸長性を備える材料が包含される。糸の例には、但し限定する趣旨ではないが、ポリエステル、アラミド、ポリオレフィン、炭素、ポリアミド等、ブレンド、及び、複合材、例えばポリエステルとブレンドされもしくはポリエステルに包まれたアラミド、からなる糸が含まれる。
一般に、本発明の構成及び方法で使用される糸のサイズは、約30〜2000デニールである。例えば、いくつかの態様において、縦糸のサイズは、約100〜約2000デニール、約200 〜 約1500 デニール、又は 約 300〜約 1000デニールである。他の態様では、横糸が約30 〜約1000 デニール、約50 〜 750 デニール、又は約 75〜約500デニールである。いくつかの態様において、所望のデニールは、二本の糸を同じ杼口で組合わせることによって達成できる。例えば、400デニールの横糸が望ましい場合には、夫々が200デニールの二本の糸を同じ杼口で、織り込んでよい。
本明細書において、織布の「密度」は、糸のデニール数の平方根、それは糸の有効直径に比例する数であるが、とインチ当たりの糸数を乗じることによって求められる。一般に、本明細書に記載される織布は、約900 〜約 1500の縦密度と、約1000超の横密度を有する。或いは、より一般には、縦密度は横密度よりも小さい。
いくつかの態様において、縦糸の重さに対する横糸の重さの比は、約１：１〜約0.25：１である。
特定の織布の例として、該織布は縦に350デニールのポリエステルを１インチ当たり52本有し、横に150デニールを１インチ当たり132本有する。上記の密度計算を用いると、これは、縦密度973及び横密度1617を有する布となる。高い拡大率で見ると、図５の電子顕微鏡写真に示されるように、縦糸(41)は、フィラメント加工糸である横糸(43)に比べて、捲縮されておらず、密度はバイアス方向及び縦方向の良好な耐伸長性を備えた織布になるのに十分である（図１及び２を参照されたい）。
ここに開示される織布は、横方向にフィラメント加工糸を配し、フィラメント加工糸ではない、又は平らなフィラメント糸を縦方向に配して、形成される。平らなフィラメント縦糸の例には、但し限定されることなく、ポリエステル、アラミド、炭素、ポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレン及びこれらの組み合わせが包含される。
フィラメント加工糸である横糸の、非限定的な例には、熱可塑性糸、例えばポリエステル、ポリプロピレン、ポリエステルブレンド及びナイロンが包含される。いくつかの態様において、横糸は、実質的に互いに平行に並ばないように加工されたフィラメントを含む。
いくつかの態様において、熱可塑性もしくはフィラメント加工糸が、縦糸中に、平らなフィラメント糸に沿って配される。他の態様では、平らなフィラメント糸が、横糸中に、フィラメント加工糸に沿って配される。ここに開示される織布用には、縦方向の糸の大部分は、平らなフィラメントであり、横方向の糸の大部分はフィラメント加工糸である。
さらに他の態様において、用途に応じた強度と剛性を付与するために、ガラスファイバーのような材料を織布中に入れてもよい。例として、但し限定されないが、建築用織布が、強度と剛性を備えるために、ガラスファイバーを含んでよい。
ここで開示される織布は、当業界で知られている、フィラメント加工糸を横方向に配し、及び、フィラメント加工糸でないか、平らなフィラメント糸を縦方向に配して、標準的な製織方法によって作ることができる。いくつかの態様において、織布には複数のタイプの縦糸、複数のタイプの横糸、又は杼口当たり複数の糸が含まれる。例えば、いくつかの態様において、縦及び／又は横が、異なるデニールの糸及び／又は異なる素材のものを用いて形成され得る。
いくつかの態様において、織られた織布は帆布であり、帆を作るために使用される。特定の帆布の例として、該帆布は平織りであり、フィラメント加工糸であるポリエステル糸（約30〜約1000デニール）を横方向に、及び平らなポリエステルフィラメント糸（約100〜約2000デニール）を縦方向に備える。最終製品の帆布は、縦密度が約900〜約1500であり、横密度が約1000超である。いくつかの態様において、帆は、ここに開示される織布の組み合わせと、従来の帆布の組み合わせから成る。他の態様では、帆布は、主成分として、ここに開示する織布を含む。
いくつかの態様において、製織の後、帆布は追加の仕上げ操作に付される。例えば、織布は、括着（シージング）があった場合にはそれを除去するために、最初に洗浄される。次いで、該織布が熱硬化性樹脂、例えばメラミン、の水浴に浸され、これは織られた形状（ジェオメトリ）を固定し、及び伸びを減じる。該織布は、次に、乾かされ、及びオーブンを通されて熱硬化（ヒートセット）されて、糸が縮まり、それによって密度が増大する。該織布は、次いで、一対の高圧のロールであって、そのうちの１つが加熱されているものの間を通されて、カレンダー加工される。
仕上げ操作の後、該布は、そのままで帆を作るために使用され得る。大きさに応じて、帆は単一パネルから成り、若しくは、多くのパネルから成る。パネルはカットされて、捲縮されていない縦糸が、帆布が使用される場合に予想される該帆における主な応力線の方向に従うように並べられる（例えば、一般には予想される負荷線と平行に並べられる）。
図４は、コーナー（ヘッド30、タック32及びクルー34）から放射線状に広がる、予想される負荷線36を示す非限定的な図である。予想負荷線36は帆の隣接するコーナーの間を延びる；例えば、力もしくは負荷線は、ヘッド30から広がってタック32及びクルー34へと延びる。力線は、タック32とクルー34の間にも延びる。当業者は、異なる帆（例えば異なるタイプのヘッドセイル及びメインセイル）は異なる予想負荷線パターンを有し、及び、特定の帆であっても異なる風の状態下では、予想負荷線も異なり得ることを理解するであろう。所望の大きさ及び用途の帆の負荷線は、当業者に知られている方法により決定することができる。斯かる方法にはコンピュータプログラムが包含される。
図３は、二つの例示的帆である、ヘッドセイル3A及びメインセイル3Bを示し、双方とも、ここに開示される織布から構成されている。図3Aのヘッドセイルを見ると、パネル16はカットされて捲縮されていない縦糸が帆のコーナー、ヘッド10、タック12及びクルー14から、該ヘッドセイルの予想負荷線に大体沿って、広がる。同様に、図3Bに示すように、メインセイルのパネル26はカットされて、組み合わされたときに、捲縮されていない縦糸が、ヘッド20、タック22及びクルー24からメインセイルの予測負荷線に沿って、概して並ぶように、並べられている。

Claims (30)

  1. 縦糸と横糸を含む帆布であって、該縦糸は捲縮されてない状態であり且つ平らなフィラメント糸を含み、及び、該横糸は捲縮が施されており且つフィラメント加工糸を含み、該縦糸の密度が900〜1500であり、及び、該横糸の密度が1000超であり、ここで密度は糸のデニール数の平方根とインチ当たりの糸数の積である、帆布。
  2. 縦糸の重さに対する横糸の重さの比が１：１〜0.25：１である、請求項１記載の帆布。
  3. 該縦糸のデニール値が100〜2000であり、及び、該横糸のデニール値が30 〜1000である、請求項１又は２記載の帆布。
  4. 該縦糸が熱可塑性糸を含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の帆布。
  5. 該縦糸が、ポリエステル、アラミド、炭素、ポリエチレン、及びこれらの組合せからなる群より選ばれる、請求項１〜３のいずれか１項記載の帆布。
  6. 該縦糸及び該横糸がポリエステルを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の帆布。
  7. 該横糸が複数のタイプの横糸を含み、該複数のタイプの横糸の素材が異なる、請求項１〜６のいずれか１項記載の帆布。
  8. 該横糸が複数のタイプの横糸を含み、該複数のタイプの横糸のデニール値が異なる、請求項１〜７のいずれか１項記載の帆布。
  9. 一杼口が該複数のタイプの横糸を含む、請求項７又は８記載の帆布。
  10. 請求項１〜９のいずれか１項記載の帆布を含む帆。
  11. 複数のパネルを含む帆であって、該パネルが請求項１〜９のいずれか１項記載の帆布を含む、帆。
  12. 縦糸が該帆の予測される負荷線に概して沿って配置されている、請求項１１記載の帆。
  13. 縦糸及び横糸がポリエステルを含む、請求項１２記載の帆。
  14. （ａ）縦糸と横糸を含み、該縦糸は捲縮されてない状態であり且つ平らなフィラメント糸を含み、及び、該横糸は捲縮が施されており且つフィラメント加工糸を含み、該縦糸の密度が900〜1500であり、及び、該横糸の密度が1000超であり、ここで密度は糸のデニール数の平方根とインチ当たりの糸数の積である、織られた帆布を用意すること；
    （ｂ）１または２以上の、該織られた布から形成されたパネルを用意すること；
    （ｃ）該１または２以上のパネルを配置して帆を形成すること；
    を含む、帆を作る方法。
  15. 該縦糸が、該帆の予測される負荷線に概して沿うように配置される、請求項１４記載の方法。
  16. 縦糸及び横糸がポリエステルを含む、請求項１４又は１５記載の方法。
  17. 縦糸と横糸を含み、該縦糸は捲縮されてない状態であり且つ平らなフィラメント糸を含み、及び、該横糸は捲縮が施されており且つフィラメント加工糸を含み、並びに、該横糸はフィラメントが実質的に互いに平行に並ばないように加工されており、該縦糸の密度が900〜1500であり、及び、該横糸の密度が1000超であり、ここで密度は糸のデニール数の平方根とインチ当たりの糸数の積である、帆布。
  18. 縦糸と横糸を含む織布であって、該縦糸は捲縮されてない状態であり且つ平らなフィラメント糸を含み、及び、該横糸は捲縮が施されており且つフィラメント加工糸を含み、該縦糸の密度が900〜1500であり、及び、該横糸の密度が1000超であり、ここで密度は糸のデニール数の平方根とインチ当たりの糸数の積である、織布。
  19. 縦糸の重さに対する横糸の重さの比が１：１〜0.25：１である、請求項１８記載の織布。
  20. 該縦糸のデニール値が100〜2000であり、及び、該横糸のデニール値が30 〜1000である、請求項１８又は１９記載の織布。
  21. 該縦糸が、ポリエステル、アラミド、炭素、ポリエチレン、及びこれらの組合せからなる群より選ばれる、請求項１８〜２０のいずれか１項記載の織布。
  22. 該縦糸が、ポリエステルを含む、請求項１８〜２０のいずれか１項記載の織布。
  23. 該縦糸が熱可塑性糸を含む、請求項１８〜２０のいずれか１項記載の織布。
  24. 該横糸がポリエステルを含む、請求項１８〜２２のいずれか１項記載の織布。
  25. 該横糸が、熱可塑性糸と平らなフィラメント糸を含む、請求項１８〜２３のいずれか１項記載の織布。
  26. 該横糸が複数のタイプの横糸を含み、該複数のタイプの横糸の素材が異なる、請求項１８〜２４のいずれか１項記載の織布。
  27. 該横糸が複数のタイプの横糸を含み、該複数のタイプの横糸のデニール値が異なる、請求項１８〜２４、２６のいずれか１項記載の織布。
  28. 一杼口が該複数のタイプの横糸を含む、請求項２６又は２７記載の織布。
  29. （ａ）縦糸及び横糸、ここで該縦糸は捲縮されてない状態であり且つ平らなフィラメント糸を含み、及び、該横糸は捲縮が施されており且つフィラメント加工糸を含む、を用意すること；
    （ｂ）該縦糸と該横糸を織って布を形成すること
    を含み、該縦糸の密度が900〜1500であり、及び、該横糸の密度が1000超であり、ここで密度は糸のデニール数の平方根とインチ当たりの糸数の積である、織布を製造する方法。
  30. 縦糸と横糸を含む織布であって、該縦糸は捲縮されてない状態であり且つ平らなフィラメント糸を含み、及び、該横糸は捲縮が施されており且つフィラメントを含み、該横糸はフィラメントが実質的に互いに平行に並ばないように加工されており、該横糸には捲縮が施されており、縦糸が捲縮されてない状態であり、該縦糸の密度が900〜1500であり、及び、該横糸の密度が1000超であり、ここで密度は糸のデニール数の平方根とインチ当たりの糸数の積である、織布。
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